基于Matlab与VB数据交换的继电保护仿真
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基于Matlab与VB数据交换的继电保护仿真
韩笑;徐曦;陈卓平
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2006(026)005
【摘要】结合实际输电线路模型,介绍了利用Matlab与VB的数据交换技术进行继电保护仿真的方法.利用Matlab建立了220 kV输电线路、零序电流保护及单相重合闸装置等仿真模型,利用VB建立了仿真命令按钮及显示界面.采用MatlabX技术,通过从VB传递仿真命令给Matlab的方法,分别进行了输电线路发生永久性及瞬时性接地故障的仿真,获得了三相仿真电压、电流波形及保护动作波形,并借助动态数据交换DDE(Dynamic Data Exchange)技术在VB界面显示仿真波形.结果表明:利用ActiveX技术及DDE技术可实现Matlab与VB的无缝链接,便于继电保护仿真软件开发与使用.
【总页数】4页(P92-95)
【作者】韩笑;徐曦;陈卓平
【作者单位】南京工程学院,电力工程系,江苏,南京,210013;芜湖供电公司,安徽,芜湖,241027;广东粤电靖海发电有限公司,广东,广州,510630
【正文语种】中文
【中图分类】TM77;TM743
【相关文献】
1.基于VB平台的Simulink电力系统继电保护仿真 [J], 赵晓楠;于群;冯旭枫;彭凤娟
2.基于VB平台的Simulink电力系统继电保护仿真 [J], 赵晓楠;于群
3.基于ActiveX的MATLAB与VB的数据交换与集成开发 [J], 解金旺;徐文尚;徐学强;宋丽;王秀芳
4.基于ActiveX机制的VB与MATLAB数据交换 [J], 张宏立;李喆
5.基于Matlab的电力系统继电保护仿真分析 [J], 毛世昕;李捍东
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技术与应用2010年第2期50Matlab 引擎在继电保护自动化测试软件中的应用周煦光 杨茂坤 胡鸿鹏(西南交通大学,成都 611731)摘要 本文介绍了利用Matlab 引擎来实现继电保护自动化测试的一种有效方法。
利用VC 灵活调用Matlab 引擎,不但可以实现对于继电保护测试脚本的执行与数据输出,而且缩短开发周期,提高自动化测试的程度。
该方法操作简单,交互性强,方便操作与使用。
文中给出具体的实例。
关键词:Matlab ;引擎;VC++;继电保护;自动化测试A Visual Method for Relay Test with Engine of MatlabZhou Xuguang Yang Maokun Hu Hongpeng (South West Jiao Tong University, Chengdu 611731)Abstract The paper introduces a valuable method for the automated testing for relay, which is by using the engine of Matlab. It is flexible to invoke the engine with Visual C. This can not only achieve the testing root for relay and the exporting of the data, but curtail the development cycle and enhance the automated degree. The method is simple, interactive and strong, facilitate the operation and the use, this paper gives specific examples.Key words :Matlab ;engine ;visual C ;relay ;automated testing1 引言近年来,在国内Matlab 已在许多工业部门,设计单位和科研机构特别是高校得到广泛的应用。
电力系统负荷预测软件中VB与MATLAB的接口方法研究杜欣慧;张丽芳;李青;刘旭生【摘要】针对电力系统负荷预测软件中VB界面与Matlab计算程序的接口问题,给出五种在VB中调用Matlab的常用方法.以实际编制的预测软件为例,重点介绍了利用ActiveX自动化技术实现VB与Matlab的连接,使Matlab在图形处理和数值运算上的强大功能和VB在界面设计上的优势得以综合发挥.通过实际应用,证明了该接口方法简单可靠,具有可行性和实用性.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2010(038)019【总页数】4页(P208-211)【关键词】VB;Matlab;接口技术;负荷预测软件【作者】杜欣慧;张丽芳;李青;刘旭生【作者单位】太原理工大学电气与动力工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学电气与动力工程学院,山西,太原,030024;忻州供电分公司,山西,忻州,034000;忻州供电分公司,山西,忻州,034000【正文语种】中文【中图分类】TM7150 引言电力系统负荷预测是电力系统的规划、计划、营销(用电)、市场交易、调度等部门的重要工作之一。
预测准确与否直接关系到能否为用户提供安全优质的电力供应以及能否保证系统的经济运行,负荷预测已成为实现电力系统管理现代化的重要内容之一。
随着计算机技术的迅猛发展,要求负荷预测软件基本都能提供多种负荷预测模型,且软件界面友好、操作比较方便。
因此,笔者结合地区电网负荷特性,建立了工程适用的负荷预测模型,并对VB和Matlab的接口技术进行研究,开发了一套适应电网发展、功能齐全的电力负荷预测软件。
在此软件中采用VB与Matlab的混合编程可以完成负荷预测中数据的输入、传递、复杂计算及显示部分的工作。
1 VB与Matlab简介Visual Basic是微软公司系列可视化开发产品Visual Studio中的新一代面向对象的编程工具。
它既是一种编程语言,同时也是一个强大的集成开发环境,利用它可以编制出各种风格的软件产品。
收稿日期:2001-09-26作者简介:文小琴(1977-),女,汉,山西闻喜人,太原重型机械学院硕士研究生,主要研究方向为智能控制与故障诊断等。
控制工程Control Engineering of China Sep .2002Vol.9,No.52002年9月第9卷第5期文章编号:167127848(2002)0520088204VB 与MAT LAB 的动态数据交换及其应用文小琴,赵志诚,孙志毅(太原重型机械学院自动化系,山西太原 030024)摘 要:阐述了MA TLAB 自动化服务器及其通信原理,并利用ActiveX 技术,成功地解决了VB 和MA TLAB 的动态数据交换(DDE )问题,将其应用在直流调速系统仿真软件中,取得了良好的效果。
另外还对其数据交换时的关键技术作了必要的说明。
关 键 词:ActiveX ;动态数据交换;MA TLAB 自动化服务器;直流调速系统中图分类号:TP 391 文献标识码:B1 引 言Visual Basic 作为一种可视化的编程语言,具有编程简单、界面友好的特点,不象C 6语言编程那么繁琐与抽象,但又能实现大多数Windows 编程的目的,是Windows 平台上的主力编程语言之一。
但是,VB 在进行复杂运算和图形处理时,计算繁琐,运算速度慢,使其在一些专业领域方面不能得到充分利用。
美国Math Works 公司开发的数学软件包MA TLAB ,集成了世界上科学计算中绝大多数最优秀的算法,功能日趋完善与强大,已成为公认的最优秀科技应用软件之一。
MA TLAB 具有计算功能强大、界面友好、语言自然、开放性强等特点,适用于各应用学科[1]。
但是MA TLAB 本身是一个命令行式的交互系统,功能模块低级分散,要求使用者有较高的计算机素质,熟悉MA TLAB 编程及ToolBox 环境。
直流调速系统是自动化专业的一门主干课程,它要求通过课堂授课和实验紧密结合来达到教学目的,计算机辅助教学是其最好的选择。
基于MATLAB的电力系统和过流保护装置的仿真模拟发表时间:2017-01-16T13:57:41.220Z 来源:《电力设备》2016年第23期作者:周心怡焦健行[导读] 本文利用MATLAB 具有的编程功能和其拥有的动态仿真工具Simulink 对过流保护在电力系统中的应用进行了仿真分析。
(国核电力规划设计研究院北京 100095)摘要:长期以来,大量研究针对电力一次系统做了仿真模拟,但在继电保护等二次系统数字仿真方面的研究工作则相对较少。
随着近些年来电力系统中各种新技术的引进,对电力二次系统的仿真模拟也逐渐得到了得到了重视。
本文利用MATLAB 具有的编程功能和其拥有的动态仿真工具Simulink 对过流保护在电力系统中的应用进行了仿真分析。
关键词:过流保护继电保护仿真 MATLAB Simulink 1.概述随着电力科学与电气工程技术的不断发展,电力系统的规模越来越大,如何保证电力系统的安全稳定运行,成为了学术人员以及相关工作者研究的重点。
由于电力系统是一个相对复杂的系统,运用软件对不同运行环境下的保护装置进行仿真可以作为分析电力系统问题的有效方法。
MATLAB作为当下优秀的高级技术语言和交互式环境可以用于算法开发、数据计算分析,其配套软件包Simulink对电力系统和继电保护的仿真模拟提供了一个可视化的开发环境。
本文利用MATLAB 对电力系统中过流保护在不同的故障环境下进行了建模、仿真、分析。
2.电力系统和过流保护的模型过流保护仅需要测量电流量,本文采用具有高准确性、可靠性的数字算法对过流保护进行建模。
本模型包括反时限过流保护装置、基于Simpowersystem开发的简化电力系统模型。
2.1过流继电器模型作为过流保护唯一的输入信号,故障电流大小的估算方法对仿真模拟的准确性有着重要的影响。
DFT(离散傅里叶变换)算法不受采样频率和信号噪点及DC分量的影响,有着较高的准确性,被广泛运用。
基于MATLAB微机距离保护算法的输电线路仿真模型研究史军;何占宾;苑娇阳【摘要】运用MATLAB 6.5的Simulink仿真工具,建立了电力系统输电线路V、W两相接地短路故障的模型,结合2种微机保护算法编程计算短路阻抗,绘制出仿真波形,比较算法的计算精度和计算速度,认为该模型可以分析微机保护算法的误差来源、滤波性能及各种因素对微机距离保护算法的影响,为距离保护的设计和动作行为的分析提供了一种新的手段.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2010(029)004【总页数】3页(P29-30,33)【关键词】输电线路;微机保护算法;MATLAB/Simulink;建模仿真【作者】史军;何占宾;苑娇阳【作者单位】保定供电公司,河北,保定,071000;保定电力职业技术学院,河北,保定,071051;保定供电公司,河北,保定,071000【正文语种】中文【中图分类】TM7730 引言微机保护算法是实现微机保护故障测量、分析和判断的基础,而算法运算的基础则是若干个离散数化的数字序列,因此,微机保护的一个基本问题是寻找适当的离散运算方法,使运算结果的精度既能满足工程要求,又要尽可能缩短计算耗时[1]。
为深入研究继电保护算法,仿真软件及仿真系统得到广泛应用。
加强继电微机保护算法的仿真研究,对于进一步提高微机保护选择性、速动性、灵敏性和可靠性,满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义[2-3]。
1 仿真模型的建立为了研究电力系统在发生短路故障时电气量的特点,利用MATLAB的电力系统工具箱(PSB),在Simulink环境中针对一条超高压线路搭建了仿真模型,并给出了1个具体算例。
图1所示为一条两端电源的高压线路,将高压线路两端系统简化为无穷大容量的三相电压源,线路采用分布参数。
线路电压等级为500 kV,线路长度为300 km。
图1 仿真用500 kV输电线路图2为利用MATLAB6.5建立的对应于图1所示线路的故障仿真模型,模型中用到了三相等值系统模块、三相分布参数线路模块、三相故障模块、三相电压电流故障模块等。
matlab继电保护仿真实训报告总结部门、班组专业培训已经两个月有余了,在继电保护班的见习让我们收获很多,学到了很多书本上很难学得到的东西。
没有了课堂上教学式的指导,更多的是到现场和师傅们一起投入工作,边看边做边学的补充知识,总体感觉,在自己目前的实践知识不足的形势下,做的事情比较琐碎,多是帮助师傅们完成简单的工作。
在边看边学的情况下,了解并掌握了基本的操作,对自己以后在继电保护上的工作打下了基础。
以下我将从实习开始时自己的期望到现在培训已经两个月的体会展开自己的文章。
在参加完局师徒协议签订仪式后,我们确定了自己将来3个月的时间里要到的部门和班组,以及我们各自的师傅。
我和其余的4人分到了变电检修部继电保护班。
当时确实很高兴,因为自己接下来的3个月将在技术含量最高的继电保护班培训实习。
面对即将到来的说长不长,而说短又不短的三个月时间,我们做好了思想上的准备,真心的希望自己能学到东西,尤其是我这些县公司的新员工,如果能在培训期间尽早地掌握好工作要领,对我们以后回到各自的县公司具体的岗位从事相同或是类似的工作时就能少走很多弯路,也就是更好更快的入门。
其实,说起这次难得的培训,更应该感谢局领导对我们年轻一代的关心,给了我们县公司员工如此好的机会去锻炼自己,所以对于分入继保班实习,我们充满期待。
初入变电检修部继保班,依照惯例,都是要经过三级安全生产教育并参加《电力安全工作规程》考试合格后才能开始真正的生产实践。
因而,刚到继电保护班的头一个星期都是在班组办公室学习。
生产效率固然重要,但安全是第一位的。
学习后知道,安规的每一条规程都是血的教训,每一个教训都会涉及到人身、设备和电网的安全,因此,公司系统的一切工作人员以及在公司系统所属设备上工作的一切工作人员,都必须严格遵守安全规程。
针对规程,下到具体的部门和班组都会有针对性的总结归纳以利于部门班组成员的学习,比如龙岩电业局“八条禁令”、继电保护“红线”内容、二次设备检修的安全工作守则等等。
VB语言是Windows下简单、易学、高效的可视化软件平台。
然而,用VB语言实现复杂的算法工作量十分庞大。
Matlab是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。
Matlab6.5中包含有Simulink及功能强大的仿真电力系统SPS(SimPowerSystems)模块库,含有电工学科中常用的基本元件和系统的仿真模型,建模只需点击和拖拉即可完成。
利用Matlab进行继电保护原理及装置的计算机仿真是当今高校及科研机构学习研究新型保护装置的重要手段之一,但限于Matlab软件自身局限,利用电力系统模块集所搭建的继电保护仿真模型不能脱离Matlab集成环境工作,因此给仿真研究及计算机辅助教学带来不便[1-2]。
如将Matlab与VB的优势结合起来,取长补短,进行无缝链接可使编程更快捷、更专业、更灵活。
本文结合零序电流保护及单相重合闸装置的继电保护仿真模型与VB进行接口的实例说明继电保护模型的搭建方法以及将其与VB进行接口的具体步骤及方法。
1借助ActiveX技术的Matlab与VB数据交换Matlab与VB的集成方法有多种[3-8],本文重点介绍VB6.0与Matlab6.5借助ActiveX技术进行数据交换的一种方法。
Matlab6.5实现ActiveX自动化服务支持,在VB6.0下通过Matlab自动化连接可将Matlab作为VB一个ActiveX部件调用。
Matlab6.5支持ActiveXAutomation服务器端协议,因此若已建立一个VB应用程序与Matlab6.5之间的ActiveXAutomation连接,则在该VB程序中就可调用Matab命令,向Matlab传送或接收数据[7-8]。
在VB程序中创建ActiveX对象的具体步骤为DimMatlabAsObjectDimResultAsStringSetMatlab=CreatObject(“Matlab.Application”)在VB应用程序中创建了ActiveX对象后,就可以使用ActiveX对象中所包含的方法实现对Matlab的调用。
ActiveXAutomation,对象中含有5个方法。
a.Excute:执行Matlab命令。
b.PutFullMatrix:将VB应用程序中一个数组的数值赋值给CommandWindows中的一个矩阵变量。
c.GetFullMatrix:将Matlab中的一个矩阵变量的值传送到VB应用程序的一个数组中。
d.MinimizeCommandWindows:使Matlab窗口最小化。
e.MaxmizeCommandWindows:使CommandWin-dows窗口最大化。
应用上述方法可在VB应用程序中实现所有Matlab的功能。
2仿真模型及界面的建立Matlab与VB数据交换技术在本实例中的具体实现方法是:采用ActiveX技术从VB中传递仿真命令给Matlab执行,再借助动态数据交换DDE(Dyna-micDataExchange)技术绘制出不同情况下的仿真波形[9-10]。
首先,利用Simulink及SPS模块库,构建一简单220kV单侧电源供电系统的模型及零序电流保护及单相重合闸装置仿真模型。
通过系统模型可方便地进行不同接地电阻及电弧情况下的故障及保护动作行为的模拟。
模型如图1所示,仿真起止时间为0 ̄0.5s,采样频率fs为10kHz,采用变步长,ode15s算法进行仿真。
图中各模块来自SPS与Simulink库,值得指出的是:所有模块的额定频率设置设为50Hz;系统采用三相电源模块;线路采用分基于Matlab与VB数据交换的继电保护仿真韩笑1,徐曦2,陈卓平3(1.南京工程学院电力工程系,江苏南京210013;2.芜湖供电公司,安徽芜湖241027;3.广东粤电靖海发电有限公司,广东广州510630)摘要:结合实际输电线路模型,介绍了利用Matlab与VB的数据交换技术进行继电保护仿真的方法。
利用Matlab建立了220kV输电线路、零序电流保护及单相重合闸装置等仿真模型,利用VB建立了仿真命令按钮及显示界面。
采用ActiveX技术,通过从VB传递仿真命令给Matlab的方法,分别进行了输电线路发生永久性及瞬时性接地故障的仿真,获得了三相仿真电压、电流波形及保护动作波形,并借助动态数据交换DDE(DynamicDataExchange)技术在VB界面显示仿真波形。
结果表明:利用ActiveX技术及DDE技术可实现Matlab与VB的无缝链接,便于继电保护仿真软件开发与使用。
关键词:Matlab;VB,继电保护;数据交换;链接中图分类号:TM77;TM743文献标识码:A文章编号:1006-6047(2006)05-0092-04收稿日期:2005-06-08;修回日期:2005-10-19电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentVol.26No.5May2006第26卷第5期2006年5月布参数线路模块;负荷采用三相串联RLC负载模块;三相断路器模块初始状态为合闸,短路阻抗可自定,并选中“由外部信号控制断路器的合、分时间”选项;测量元件采用三相电压-电流测量器模块,其使用标签名为B23_Vabc及B23_Iabc;故障设置模块如模拟永久性故障(另存模型名为“PowerSystem1”),则设故障演变形式为“[1]”,并设定故障起始时间为0.05s;如模拟瞬时性故障(另存模型名为“PowerSys-tem2”),则设故障演变形式为“[1,0]”,并设定故障起始为0.05s及终止时间为0.08s。
测量元件所测三相电压、电流(标签名为“B23_Uabc”,“B23_Iabc”)及保护重合闸子系统输出的保护动作信号“OP”(即对断路器的外部控制信号)都进入Matlab的工作空间,可与VB进行交互。
图1中“保护及重合闸子系统”内部结构如图2所示,可分为6个模块。
a.测量模块:万用表模块采集流过图1中线路首端断路器模块的三相电流,然后通过分路器模块、加法器1将三相电流采样值相加,从而得到3倍的零序电流采样值。
b.保护逻辑模块:该模块主要由离散傅里叶变换模块、继电器、延迟模块1(本例设置延时值为0.05s)组成,主要功能是将经傅里叶变换后的零序电流幅值与定值相比较,一旦大于定值,才经延时输出为0。
c.保护出口模块:该模块的主要功能是将保护模块的动作行为保持,由图可见,如保护模块中延迟模块的输出为0,则经非门再与常量1的值(取-0.5)相加后,使能子系统1模块使能端输出为1。
保护出口模块输出为0。
d.重合闸模块:该模块主要功能是在第1次判断线路发生故障跳闸后,经过一段时间实现断路器重合闸。
延迟模块2设定延时值0.3s即为整定延时。
如保护模块输出为0,则经整定延时后,重合闸使能出口模块输出为1。
e.后加速模块:该模块主要功能是判断断路器重合后故障是否存在。
如故障依然存在,则发出跳闸命令并不再重合。
如故障解除,则保持合闸状态;后加速模块的逻辑功能基本等同于保护模块与保护出口模块的功能合成,不同的是后加速模块是在重合闸后启动的,另外,该模块要实现加速跳闸的功能,延迟模块3设定延时值0.01s。
f.执行模块:该模块将保护出口模块、重合闸模块、后加速部分的输出波形相叠加,最终形成正确的断路器控制波形,与图1所示的仿真模型相连。
值得指出的是,使能子系统1中的输入模块用脉冲模块代替,并更改脉冲模块中的steptime设为0;在使能子系统2和4中的输入模块用常量替换,设置为1。
在使能子系统3中的输入模块与输出模块之间要加入傅里叶变换模块和继电器模块,以实现判别重合后零序电流大小的功能。
仿真界面由VB中的1个图片框(PictureBox),1个框架(frame)、2个Option按钮和2个Command韩笑,等:基于Matlab与VB数据交换的继电保护仿真第5期图1简单电力系统及保护模型Fig.1SimplemodelofpowersystemandprotectionABCABCABCABCABCcom112233ABCabcABC系统测量元件三相断路器输电线路变压器等效负荷输出信号ABCFaultAOP保护及重合闸子系统故障设置模块动作信号输出UabcIabcB23UabcB23IabcABC三相测量电压输出ABC三相测量电流输出图2保护及重合闸子系统Fig.2Theprotectionandautore-closersubsystem3+++万用表分路器加法器1测量模块重合闸模块+++-加法器2加法器3信号输出1-0.5++常量2使能子系统2延迟模块2Out1Out1In1使能子系统3-0.5++常量3-0.5常量3++Out1使能子系统4延迟模块3后加速模块1InMagPhase离散傅里叶继电器延迟模块1保护逻辑模块保护出口模块1使能子系统1++-0.5Out1非门常量11按钮组成。
PictureBox显示系统仿真图形,Com-mand1为执行键,Command2为系统退出键。
Op-tion按钮组提供用户选择需要观察的发生各种故障类型过程电流、电压的波形变化。
其中,Option1进行A相永久性接地故障的仿真,Option2进行A相瞬时性接地故障的仿真。
限于篇幅,不再给出界面图。
3程序设计及仿真结果3.1程序流程图仿真程序流程图如图3所示。
3.2程序代码在Command1的双击事件中加入下面代码:DimMatlabAsObject’创建ActiveX对象DimresultAsString’定义变量为stringSetMatlab=CreateObject(“Matlab.Application”)SelectCaseTrue’选择运行Simulink仿真模块CaseOption1.Valueresult=Matlab.execute(“sim(‘PowerSystem1’)”)’单相永久性接地故障仿真模型CaseOption2.Valueresult=Matlab.execute(“sim(‘PowerSystem2’)”)’单相瞬时性接地故障仿真模型EndSelectMatlab.execute(“figure(1);subplot(2,1,1);plot(Iabc(:,1));axis([0,5000,-150000,150000]);title(‘A相电流’);sub-plot(2,1,2);plot(operation);axis([0,5000,-0.1,1.1]);title(‘保护动作情况’);print-dmeta”)’绘制A相电流及断路器动作行为(合闸、分闸)的图形并粘贴到系统的粘贴板Picture1.Picture=Clipboard.GetData’从系统的粘贴板上获取图形3.3仿真结果如果要观察线路发生永久性单相接地故障,只要选择Option1,然后按下仿真按钮,就可得到A相电流“Ia”及保护动作信号“OP”的仿真波形如图4所示(n为采样点数,图5同)。